研究證明，通過在土壤中施用椰子殼，為(wei) 蟎蟲提供一種多孔的庇護所，能夠增加蟎蟲在土壤中的數量。蟎蟲通過攝食減少了土壤中產(chan) N2O 的真菌，從(cong) 而減少了 N2O 的排放。將該 N2O 減排技術應用於(yu) 農(nong) 業(ye) 土壤，有望為(wei) 抑製氣候變暖做出貢獻。

溫室氣體(ti) 氧化亞(ya) 氮主要源自農(nong) 業(ye) 土壤中微生物的硝化和反硝化作用。圖片來源：Pixabay

氧化亞(ya) 氮（N2O）是人類活動排放的最重要的溫室氣體(ti) 和臭氧層消耗物質之一。單位質量的 N2O 產(chan) 生的溫室效應是二氧化碳（CO2）的近 300 倍。由於(yu) N2O 主要源自農(nong) 業(ye) 土壤中微生物的硝化和反硝化作用，一直以來，微生物過程都是 N2O 排放機理和減排方法研究關(guan) 心的重點。

然而，來自東(dong) 京大學的中國學者申浩洋（Haoyang Shen）於(yu) 3 月 4 日發表在《國際微生物生態學會(hui) 雜誌》（ISME J）的一項研究發現，不隻土壤微生物，中型土壤動物（mesofauna）也與(yu) N2O 排放相關(guan) 。論文題目為(wei) “利用食真菌性蟎蟲減少農(nong) 業(ye) 土壤 N2O 排放”（Mitigating N2O  emissions from agricultural soils with fungivorous mites，doi: 10.1038/s41396-021-00948-4）。該研究證實，蟎蟲等食真菌性中型土壤動物可以通過捕食，減少土壤中釋放 N2O 真菌的生物量，從(cong) 而負向調控 N2O 的排放；並且，可以通過人為(wei) 增加土壤中蟎蟲的數量達到 N2O 減排的目的。

該研究隨後也引起了權威評論雜誌《自然評論：微生物學》（Nature Reviews Microbiology）的關(guan) 注，後者於(yu) 3 月 19 日以“蟎蟲能減少微生物 N2O 排放”（Mites reduce microbial N2O emissions）為(wei) 題，以簡報（in brief）形式報道了該研究的重點（doi: 10.1038/s41579-021-00549-0）。

· 蟎蟲調控溫室氣體(ti) （N2O）排放

在農(nong) 業(ye) 土壤中，反硝化真菌貢獻了相當大一部分的 N2O 排放。已有的研究表明，從(cong) 土壤中分離的真菌大約有一半具有 N2O 釋放能力。另一方麵，一般認為(wei) 在土壤中普遍存在的以真菌為(wei) 食的蟎蟲（fungivorous mites）有著廣譜的食真菌能力。作者由此猜想，食真菌蟎蟲可能通過其攝食活動消耗土壤中的釋放 N2O 的真菌，從(cong) 而減少 N2O 的排放。

作者將蟎蟲分別置於(yu) 五株不同屬的有 N2O 釋放能力的真菌菌絲(si) 上，發現蟎蟲可以迅速取食於(yu) 全部五株真菌的菌絲(si) 。作者表示，這樣的結果與(yu) 現有研究相符：蟎蟲食譜的廣泛，而 N2O 釋放能力近年被認為(wei) 是真菌較為(wei) 普遍的特性，因此蟎蟲的食譜大量覆蓋 N2O 釋放真菌是容易理解的。

作者進一步分別考察了無蟎蟲土壤和人為(wei) 添加了蟎蟲的土壤，在施加有機肥料後 N2O 的排放。實驗發現，有蟎蟲土壤在施肥後排放的 N2O 量明顯低於(yu) 無蟎蟲土壤；且在 N2O 排放期間，有蟎蟲土壤中的真菌總體(ti) 豐(feng) 度和反硝化真菌豐(feng) 度均更低，從(cong) 而證明了蟎蟲對 N2O 排放的削減作用。作者表示，雖然捕食並非蟎蟲影響 N2O 排放的唯一可能方式，但是鑒於(yu) 在蟎蟲的作用在處理後的一周左右就見效，結合蟎蟲對純培養(yang) 菌絲(si) 的迅速消耗能力，可以推斷蟎蟲最有可能是通過捕食消耗 N2O 釋放真菌的生物量——這種較為(wei) 迅速直接的方式影響了 N2O 的排放。

· 利用蟎蟲減排 N2O：椰子殼，給“打工蟲”的“廉租房”

即使蟎蟲可以減少 N2O 的排放，將其應用於(yu) 減排實踐仍麵臨(lin) 挑戰，因為(wei) 如何在田間如此大的尺度下增加蟎蟲的數量仍是一個(ge) 難題。對此，該研究提出了一個(ge) 相對簡單、價(jia) 廉的解決(jue) 方案：在田間施加椰子殼（coconut husk，椰子的中果皮部位）。

廢棄椰子殼，中果皮部分富含纖維，有大量可供蟎蟲棲息的縫隙。圖片來源：Pexels

作者在田間實驗中考察了施肥的同時施加椰子殼對蟎蟲和 N2O 排放的影響，結果顯示，在施肥的同時施加了椰殼的土壤中，單位質量土壤中蟎蟲的數量比隻施肥的土壤更多，單位麵積土壤排放的 N2O 更少；而在施加椰殼的基礎上施加除蟎劑時，蟎蟲的數量和 N2O 的排放量均與(yu) 隻施肥的對照組無顯著差異。在從(cong) 田間回收的椰殼中，纖維的縫隙間發現了大量的蟎蟲。同時，在實驗室進行的相似處理的實驗中發現，椰殼中蟎蟲的單位體(ti) 積密度遠高於(yu) 土壤中蟎蟲的單位體(ti) 積密度。由此證實了椰殼能通過為(wei) 土壤中的蟎蟲提供庇護所，增加蟎蟲的數量，從(cong) 而減少 N2O 的排放。

《自然評論》高級編輯、前述簡報作者 Grant Otto 指出，這項研究表明，通過改善土壤生境，增加蟎類等中型動物區係的豐(feng) 度，可能是減少農(nong) 業(ye) 人為(wei) N2O 排放的一種途徑。

作者指出，在熱帶地區（包括我國的海南島），椰樹種植每年都產(chan) 生大量的廢棄椰殼，而焚燒作為(wei) 對廢棄椰子殼常用的處置方式，會(hui) 不可避免地排放溫室氣體(ti) CO2，因此，將椰殼施入田中或許會(hui) 一舉(ju) 多得：不光能減少 N2O 排放，還能間接減少 CO2 的排放，同時又能節約農(nong) 業(ye) 廢物的處置成本。

本新聞稿由研究團隊提供，經科研圈編審發布。


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